CN100338247C - 对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供对含有无机酸的超临界水具有优异的耐腐蚀性的Ni基合金以及包含该Ni基合金的超临界水工艺反应装置用构件，所述的Ni基合金具有下述组成：含有Cr：超过43%至50%、Mo：0.1-2%、Mg：0.001-0.05%、N：0.001-0.04%、Mn：0.05-0.5%，进一步根据需要含有Fe：0.05-1.0%和Si：0.01-0.1%之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05%或以下。
Description
技术领域
本发明涉及对例如(i)含有通过分解·氧化VX气、GB(沙林)气、芥子气等用于化学武器等的有机系有害物质而产生的盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸等无机酸的超临界水、或者(ii)含有通过分解·氧化作为工业废弃物难以处理的PCB和二英等有机系有害物质而产生的盐酸等无机酸的超临界水具有优异的耐腐蚀性的Ni基合金以及包含该Ni基合金的超临界水工艺反应装置用构件。
又，本发明涉及在含无机酸超临界水环境下具有优异的耐应力腐蚀开裂性的Ni基合金以及包含该Ni基合金的超临界水工艺反应装置用构件，特别地涉及在(i)含有通过分解·氧化VX气、GB(沙林)气、芥子气等用于化学武器等的有机系有害物质而产生的硫酸、磷酸、氢氟酸等不含氯的无机酸的超临界水环境下、或者(ii)含有通过分解·氧化作为工业废弃物难以处理的PCB和二英等有机系有害物质而产生的盐酸等的含氯无机酸的超临界水环境下，具有优异的耐应力腐蚀开裂性的Ni基合金以及包含该Ni基合金的超临界水工艺反应装置用构件。
背景技术
在超过临界点的温度/压力下的水(具体指在超过374℃/22.1MPa的温度/压力下的水)称为超临界水，据说超临界水有溶解多样的物质的特性，这种超临界状态的水为非冷凝性的高密度气体状态，即使在常温下溶解度极小的无极性或弱极性的物质(烃化合物或气体)也完全地溶解，而且，通过进一步加入氧，能够氧化·分解溶解的物质。
在化学武器等上使用的有机系有害物质也不例外，通过完全地溶解于超临界水、而且使进一步加入的溶解氧和这些在化学武器等上使用的有机系有害物质在超临界水中反应，能够使之氧化分解成为二氧化碳、水、和除此之外的硫酸、磷酸等无害物质。例如，VX气氧化分解，生成硫酸和磷酸，GB气氧化分解，生成氢氟酸和磷酸。为此，近年，在美国，为了废弃使用了VX气、GB(沙林)气、芥子气等的化学武器，进行了下述尝试：使用超临界水，分解·氧化这些难分解性的VX气、GB(沙林)气、芥子气等有机系有害物质从而将其无害化。一旦确立了采用该超临界水的分解·氧化VX气、GB(沙林)气、芥子气等有机系有害物质从而无害化的方法，则与过去的采用焚烧的处理方法比，超临界水和氧化剂没有对环境的坏影响，超临界水具有高的反应性，所以能够以短时间分解·氧化VX气、GB(沙林)气、芥子气等有机系有害物质从而将其无害化，而且，由于能够在封闭体系内进行分解处理，因此没有排出物所致的环境污染之忧。
另外，作为工业废弃物难以处理的PCB和二英等有机系有害物质也不例外，通过将这些有机系有害物质完全地溶解在超临界水中，进一步添加氧，使有机系有害物质在超临界水中发生反应，使之能够氧化分解为二氧化碳、水之外的盐酸等无害物质。该工艺与过去的采用焚烧的处理方法相比，由于可以在封闭体系内进行处理，所以没有排出物所致的环境污染之忧。
为了利用这样的超临界水作为反应溶剂来分解·氧化VX气、GB(沙林)气、芥子气等有机系有害物质从而将其无害化，在高温·高压(400-650℃、22.1-80MPa)的超临界水中形成氧化分解后生成的硫酸和磷酸等无机酸和高浓度的氧共存的环境，因此将有机系有害物质无害化的装置中的工艺反应装置、特别是工艺反应容器的材料必需有对这样的含无机酸超临界水的耐腐蚀性。
又，为了利用这样的超临界水作为反应溶剂来分解·氧化PCB和二英等有机系有害物质从而将其无害化，在高温·高压(400-650℃、22.1-80MPa)的超临界水中生成氧化分解后生成的盐酸等含氯的无机酸和高浓度的氧共存的环境，因此将有机系有害物质无害化的装置中的工艺反应容器的材料必需有对这样的含无机酸超临界水的耐腐蚀性。
为此，在使用了超临界水的工艺反应装置上使用的金属材料，候补地列举出因高耐腐蚀性而被知晓的Ni基耐腐蚀合金。例如使用了Inconel(商品名)625(ASTM UNS N06625规定、其成分组成例如按质量％含有Cr：21.0％、Mo：8.4％、Nb+Ta：3.6％、Fe：3.8％、Co：0.6％、Ti：0.2％、Mn：0.2％，余量：由Ni+不可避免的杂质)和Hastelloy(商品名)C-276(ASTM UNS N10276规定、其成分组成例如含有Cr：15.5％、Mo：16.1％、W：3.7％、Fe：5.7％、Co：0.5％、Mn：0.5％，余量：由Ni+不可避免的杂质)等Ni基耐腐蚀合金。最近，也有Cr含量更高的Ni基合金针对含无机酸超临界水耐腐蚀性更加优异的报告，MC合金(商品名)(成分组成为，Cr：44.1％、Mo：1.0％、Mn：0.2％、Fe：0.1％、余量：由Ni+不可避免的杂质)和Hastelloy(商品名)G-30(ASTM UNS N06030规定、其成分组成例如含有Cr：28.7％、Mo：5.0％、Mn：1.1％、Fe：14.6％、Cu：1.8％、W：2.6％、Co：1.87％，余量：由Ni+不可避免的杂质)这些Ni-高Cr型合金作为反应装置的原材料受到注目。
可是，以往的Ni基耐腐蚀合金中，Inconel 625和Hastelloy C-276对含有硫酸、磷酸、氢氟酸等酸的超临界水的耐腐蚀性不充分，因此，即使用于将有机系有害物质无害化的装置中的工艺反应装置、特别是工艺反应容器的原材料，长期操作也困难。又，MC合金操作初期对含有硫酸、磷酸、氢氟酸等酸的超临界水的耐腐蚀性充分，但相稳定性不充分，因此在使用温度下，进行相变，耐腐蚀性劣化，因此即使用于反应装置，长期操作也困难。
又，以往的Ni基耐腐蚀合金中，Inconel 625和Hastelloy C-276当与含有盐酸的超临界水接触时，发生点腐蚀，耐腐蚀性不充分，因此，即使用于将有机系有害物质无害化的装置中的工艺反应容器材料，长期操作也困难。又，MC合金操作初期对含有盐酸的超临界水的耐腐蚀性充分，但相稳定性不充分，因此在使用温度下，进行相变，耐腐蚀性劣化，因此即使用于反应容器，长期操作也困难。
又，Inconel(商标)625、Hastelloy(商标)C-276或Hastelloy(商标)G-30等，成形为板或管，制作加工坯材，对该加工坯材实施进一步轧制或弯曲等成形加工，终制成工艺反应装置的反应容器或配管。这样制成的反应容器或配管，由于通过成形加工而制作，因此内部应力和内部应变的残留不可避免。可是，以往的Ni基耐腐蚀合金中，Inconel 625和Hastelloy C-276当与含有硫酸、磷酸、氢氟酸等不含氯的无机酸的超临界水接触时，发生应力腐蚀开裂，因此，将以往的Ni基耐腐蚀合金中，Inconel 625和Hastelloy C-276使用作为将有机系有害物质无害化的装置中的反应容器和配管的原材料时，长期操作困难。又，Hastelloy(商品名)G-30，操作初期在含有硫酸、磷酸、氢氟酸等酸的超临界水下的耐应力腐蚀开裂性是充分的，但相稳定性不充分，因此在使用温度(400-650℃)下，相变缓慢进行，在已进行该相变的状态下产生如高温·高压的超临界水中环境下那样的应力场，就会发生应力腐蚀开裂，不适合作为长期使用的工艺反应装置的原材料。
又，以往的Ni基耐腐蚀合金中，Inconel 625和Hastelloy C-276，在内部应力·内部应变残留的状态下与含有盐酸等的超临界水接触时，发生应力腐蚀开裂，因此，使用于将有机系有害物质无害化的工艺反应装置中的容器和配管等时，长期操作困难。Hastelloy(商品名)G-30，在操作初期看不到针对含有盐酸的超临界水的耐应力腐蚀开裂发生，但是相稳定性不充分，因此在使用温度(400-650℃)下，相变缓慢进行，在该状态下一产生如高温·高压的超临界水中环境下那样的应力场，就发生应力腐蚀开裂，因此不适合作为长期操作的工艺反应装置的原材料。
发明内容
于是，本发明人为了能够实现更加长期的操作，为了得到在这样的含无机酸超临界水环境下显示足够的耐腐蚀性、并且在400-650℃下的相稳定性优异的Ni基合金，进行了刻苦研究。其结果得到下述知识见解：具有按质量％计(以下％表示质量％)，在含有Cr：超过43％至50％的Ni基合金中含有Mo：0.1-2％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％、而且根据需要含有Fe：0.05-1.0％和Si：0.01％-0.1％一种或两种，余量包含Ni和不可避免的杂质、将作为不可避免杂质的C调整成0.05％或以下的组成的Ni基合金，在含无机酸超临界水环境下的耐腐蚀性优异，并且相稳定性优异，因此当将这种Ni基合金用于使用了超临界水的将有机系有害物质无害化的装置中的工艺反应装置的原材料时，能够进行更长期的操作。
本发明的方案A是基于这样的知识见解完成的，提供具有下述特征的：
(A1)对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过43％至50％、Mo：0.1-2％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(A2)对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过43％至50％、Mo：0.1-2％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Fe：0.05-1.0％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(A3)超临界水工艺反应装置用构件，包含具有上述(A1)或(A2)记载的组成的Ni基合金。
下面，详细叙述本发明方案A的Ni基合金(合金A)的合金组成中的各元素的限定理由。
Cr：
在混入硫酸的超临界水环境中，Cr对上述合金A的耐腐蚀性有效。在那种场合，含量超过43％是必要的，但含量一超过50％则加工困难。因此，本发明的Ni基合金中所含的Cr确定为超过43％至50％。更优选是43.1-47％。
Mo：
Mo有提高特别是在含有磷酸的超临界水环境下的上述合金A的耐腐蚀性的效果。在那种场合，含有0.1％或以上时显示效果，但含量一超过2％则相稳定性劣化。因此，本发明的Ni基合金中所含的Mo确定为0.1％-2％。更优选是超过0.1％至不到0.5％。
N、Mn和Mg：
通过使N、Mn和Mg共存，能够提高上述合金A的相稳定性。即，N、Mn和Mg使作为母相的Ni-fcc相稳定化，有使第2相难析出的效果。可是，N的含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.04％，则形成氮化物，在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化。于是，N的含量确定为0.001-0.04％(更优选为0.005-0.03％)。同样地，Mn的含量不到0.05％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.5％，则在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化。于是，Mn的含量确定为0.05-0.5％(更优选为0.06％-0.1％)。另外，同样地，Mg的含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.05％，则在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化。于是，Mg的含量确定为0.001-0.05％(更优选为0.002％-0.04％)。
Fe和Si：
Fe和Si有提高上述合金A的强度的效果，因此根据需要添加。Fe虽然在0.05％或以上的含量时显示效果，但是在超过1％的含量时，在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化，故不优选。因此，Fe的含量确定为0.05％-1％(更优选为0.1％-0.5％)。
同样地，Si虽然在0.01％或以上的含量时显示效果，但是在超过0.1％的含量时，在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化，故不优选。因此，Si的含量确定为0.01％-0.1％(更优选为0.02-0.08％)。
C：
C作为不可避免的杂质而含在合金A中，当大量含有C时，在晶界附近与Cr形成碳化物，使耐腐蚀性劣化。为此，C的含量越少越好，在不可避免的杂质中包含的C的含量的上限确定为0.05％。
又，本发明人为了能够进行更加长期的操作，为了得到在上述的含无机酸超临界水环境下显示足够的耐腐蚀性、并且在400-650℃下的相稳定性优异的Ni基合金，进行了刻苦研究。其结果，本发明人得到下述知识见解：具有按质量％计(以下％表示质量％)，在含有Cr：29％-不到42％的Ni基合金中含有Ta：超过1％至3％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％、而且根据需要含有Mo：0.1-2％、Fe：0.05-1.0％和Si：0.01％-0.1％的一种或两种或以上，余量包含Ni和不可避免的杂质、将作为不可避免的杂质的C调整成0.05％或以下的组成的Ni基合金，在含无机酸超临界水环境下的耐腐蚀性优异，并且相稳定性优异，因此当将这种Ni基合金用于使用了超临界水的将有机系有害物质无害化的装置中的工艺反应装置的原材料时，能够进行更长期的操作。
本发明的方案B是基于这样的知识见解完成的，提供具有下述特征的：
(B1)对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：29％-不到42％、Ta：超过1％至3％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(B2)对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：29％-不到42％、Ta：超过1％至3％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％、C：0.05％或以下，进一步含有Mo：0.1-2％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(B3)对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：29％-不到42％、Ta：超过1％至3％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Fe：0.05-1.0％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(B4)对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：29％-不到42％、Ta：超过1％至3％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Mo：0.1-2％，进一步含有Fe：0.05-1.0％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(B5)超临界水工艺反应装置用构件，包含具有上述(B1)、(B2)、(B3)或(B4)记载的组成的Ni基合金。
下面，详细叙述本发明方案B的Ni基合金B的合金组成中的各元素的限定理由。
Cr、Ta：
在混入盐酸的超临界水环境中，上述Ni基合金B通过同时含有Cr和Ta，使得耐腐蚀性显著提高。在那种场合，含有29％或以上Cr是必要的。可是当含有42％或以上时，在与Ta组合时，相稳定性劣化，耐腐蚀性降低，因此Cr含量确定在29％-不到42％。更优选是30％-不到38％。
同样地，上述Ni基合金B含有超过1％的Ta是必要的，但当含量超过3％时，在与Cr组合时，相稳定性劣化，耐腐蚀性降低，故不优选。因此Ta的含量确定在超过1％至3％(更优选是1.1-2.5％)。
N和Mn：
通过使N和Mn共存，能够提高上述Ni基合金B的相稳定性。即，N和Mn使母相Ni-fcc相稳定化，有使第2相难析出的效果。可是，N的含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.04％，则形成氮化物，在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化。于是，N的含量确定为0.001-0.04％(更优选为0.005-0.03％)。同样地，Mn的含量不到0.05％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.5％，则在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化。于是，Mn的含量确定为0.05-0.5％(更优选为0.06％-0.1％)。
Mg：
Mg也是提高上述Ni基合金B的相稳定性的成分，但其含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.05％，则在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化。于是，Mg的含量确定为0.001-0.05％(更优选为0.002％-0.04％)。
Mo：
Mo有进一步提高特别是在含有盐酸的超临界水环境下的上述Ni基合金B的耐腐蚀性的效果，因此根据需要添加。在那种场合，含有0.1％或以上时显示效果，但含量一超过2％则相稳定性劣化。因此，该方案B的Ni基合金中所含的Mo确定为0.1-2％。更优选是超过0.1％至不到0.5％。
Fe和Si：
Fe和Si有提高上述Ni基合金B的强度的效果，因此根据需要添加。Fe虽然在0.05％或以上的含量时显示效果，但是在超过1％的含量时，在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化，故不优选。因此，Fe的含量确定为0.05％-1％(更优选为0.1-0.5％)。
同样地，Si虽然在0.01％或以上的含量时显示效果，但是在超过0.1％的含量时，在含无机酸超临界水环境中的耐腐蚀性劣化，故不优选。因此，Si的含量确定为0.01％-0.1％(更优选为0.02-0.1％)。
C：
C作为不可避免的杂质而含在上述Ni基合金B中，当大量含有C时，在晶界附近与Cr形成碳化物，使耐腐蚀性劣化。为此，C的含量越少越好，因此，在不可避免的杂质中包含的C的含量的上限确定为0.05％。
又，本发明人为了开发为了在含无机酸超临界水环境下也不发生应力腐蚀开裂、而且即使在使用温度(400-650℃)下长时间保持相稳定性也优异，抑制相变进行、在含无机酸超临界水环境下显示足够的耐应力腐蚀开裂性的Ni基合金，使用这种Ni基合金得到在含无机酸超临界水环境下也能够长期操作的超临界水工艺反应装置用构件而进行了刻苦研究。其结果，得到下述等等的研究结果：
(Ca)具有按质量％计(以下％表示质量％)，含有Cr：超过36％至不到42％、W：超过0.01％至不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，余量包含Ni和不可避免的杂质、将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下的组成的Ni基合金，在含无机酸超临界水环境、特别是在含有硫酸、磷酸、氢氟酸等不含氯的无机酸的超临界水环境下耐应力腐蚀开裂性优异，并且相稳定性优异，因此即使长时间保持在使用温度(400-650℃)也抑制相变进行，没有应力腐蚀开裂，当将这种Ni基合金用于使用了超临界水的将有机系有害物质无害化的装置中的反应装置的原材料时，能够进行更长期的操作。
(Cb)在具有上述(Ca)记载的组成的Ni基合金中，代替上述余量的一部分，进一步添加Nb：超过1.0％至6％时，耐应力腐蚀开裂性更加提高。
(Cc)在具有上述(Ca)记载的组成的Ni基合金中，代替上述余量的一部分，进一步添加Mo：0.01％-不到0.5％、Hf：0.01-0.1％的1种或2种时，耐应力腐蚀开裂性更加提高。
(Cd)在具有上述(Ca)记载的组成的Ni基合金中，代替上述余量的一部分，进一步添加Fe：0.1％-10％、Si：0.01-0.1％的1种或2种时，强度更加提高。
本发明的方案C是基于这样的研究结果完成的，提供具有下述特征的：
(C1)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C2)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C3)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％和Hf：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C4)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Fe：0.1％-10％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C5)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％和Hf：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C6)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，进一步含有Fe：0.1％-10％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C7)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％和Hf：0.01-0.1％之中的1种或2种，进一步含有Fe：0.1％-10％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C8)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过36％-不到42％、W：超过0.01％-不到0.5％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％和Hf：0.01-0.1％之中的1种或2种，进一步含有Fe：0.1％-10％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(C9)超临界水工艺反应装置用构件，包含具有上述(C1)、(C2)、(C3)、(C4)、(C5)、(C6)、(C7)或(C8)记载的组成的Ni基合金。
下面，详细叙述本发明方案C的Ni基合金的合金组成中的各元素的限定理由。
Cr、W：
上述Ni基合金通过含有Cr超过36％、并且含有W超过0.01％，在混入了硫酸、磷酸、氢氟酸等不含氯的无机酸的超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性显著提高。可是，当Cr含量为42％或以上时，在与W组合时，耐全腐蚀性降低，因此Cr含量确定在超过36％-不到42％。更优选是超过38％至41.5％。同样地，当含有0.5％或以上的W时，在与Cr组合时，加工性降低，故不优选。因此将W的含量确定在超过0.01％-不到0.5％(更优选是0.1-0.45％)。
N、Mn和Mg：
通过使N、Mn和Mg共存，能够提高上述Ni基合金C的相稳定性。即，N、Mn和Mg使母相Ni-fcc相稳定化，有使第2相难析出的效果。可是，N的含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.04％，则形成氮化物，在超临界水环境下的耐腐蚀性劣化。于是，N的含量确定为0.001-0.04％(更优选为0.005-0.03％)。同样地，Mn的含量不到0.05％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.5％，则在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化。于是，Mn的含量确定为0.05-0.5％(更优选为0.1-0.4％)。同样地，Mg也是提高相稳定性的成分，但其含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.05％，则在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化。于是，Mg的含量确定为0.001-0.05％(更优选为0.010％-0.040％)。
Nb：
Nb通过添加到Cr含量超过36％、并且W含量超过0.01％的Ni基合金中，有在不含氯的含氧超临界水环境下更加提高耐全腐蚀性的效果，因此根据需要添加。在那种场合，含量超过1.0％时显示效果，但含量一超过6％则相稳定性劣化。因此，该方案C的Ni基合金中所含的Nb确定为超过1.0％至6％。更优选是1.1％-不到3.0％。
Mo和Hf：
Mo和Hf通过添加到Cr含量超过36％、并且W含量超过0.01％的Ni基合金中，有在不含氯的含氧超临界水环境下更加提高耐应力腐蚀开裂性的效果，因此根据需要添加。在那种场合，Mo虽然在含量超过0.01％时显示效果，但是当含有0.5％或以上时，相稳定性劣化，因此，在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化，故不优选。因此将Mo的含量规定为超过0.01％-不到0.5％(更优选是超过0.1％-不到0.5％)。
同样地，Hf虽然在含有0.01％或以上时显示效果，但是当含量超过0.1％时，在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化，故不优选。因此将Hf的含量规定为0.01％-0.1％(更优选是0.02％-0.05％)。
Fe和Si：
Fe和Si有提高强度的效果，因此根据需要添加。Fe虽然在含有0.1％或以上时显示效果，但是当含量超过10％时，在含无机酸超临界水环境中对全腐蚀的耐腐蚀性劣化，故不优选。因此，Fe的含量确定为0.1％-10％(更优选为0.5-4％)。
同样地，Si虽然在含有0.01％或以上时显示效果，但是当含量超过0.1％时，相稳定性劣化，因此在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化，故不优选。因此，将Si的含量确定为0.01％-0.1％(更优选为0.02-0.05％)。
C：
C作为不可避免的杂质而含有，当大量含有C时，在晶界附近与Cr形成碳化物，对全腐蚀的耐腐蚀性劣化，故不优选。为此，C的含量越少越好，在不可避免的杂质中包含的C的含量的上限确定为0.05％。
又，为了在含无机酸超临界水环境下也不发生应力腐蚀开裂、而且即使在使用温度(400-650℃)下长时间保持也相稳定性优异，本发明人开发了抑制相变进行、在含无机酸超临界水环境下显示足够的耐应力腐蚀开裂性的Ni基合金，为了使用这种Ni基合金得到在含无机酸超临界水环境下也能够长期操作的超临界水工艺反应装置用构件而进行了刻苦研究。其结果，得到下述等等的研究结果：
(Da)具有按质量％计(以下％表示质量％)，含有Cr：超过28％至不到34％、W：超过0.1％至不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，余量包含Ni和不可避免的杂质、将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下的组成的Ni基合金，在含无机酸超临界水环境、特别是在含有含氯无机酸超临界水环境下耐应力腐蚀开裂性优异，并且相稳定性优异，因此即使长时间保持在使用温度(400-650℃)也抑制了相变进行，没有应力腐蚀开裂，当将这种Ni基合金用于使用了超临界水的将有机系有害物质无害化的装置中的反应装置的原材料时，能够进行长期操作。
(Db)在具有上述(Da)记载的组成的Ni基合金中，代替上述余量的一部分，进一步添加Nb：超过1.0％至6％时，耐应力腐蚀开裂性更加提高。
(Dc)在具有上述(Da)记载的组成的Ni基合金中，代替上述余量的一部分，进一步添加Mo：0.01％-不到0.5％、Hf：0.01-0.1％的1种或2种时，耐应力腐蚀开裂性更加提高。
(Dd)在具有上述(Da)记载的组成的Ni基合金中，代替上述余量的一部分，进一步添加Fe：0.1％-10％、Si：0.01-0.1％的1种或2种时，强度更加提高。
本发明的方案D是基于这样的研究结果完成的，提供具有下述特征的：
(D1)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D2)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D3)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％、Hf：0.01-0.1％的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D4)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Fe：0.1％-10％、Si：0.01-0.1％的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D5)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％、Hf：0.01-0.1％的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D6)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，进一步含有Fe：0.1％-10％、Si：0.01-0.1％的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D7)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％、Hf：0.01-0.1％的1种或2种，进一步含有Fe：0.1％-10％、Si：0.01-0.1％的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D8)在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金，具有下述组成：含有Cr：超过28％-不到34％、W：超过0.1％-不到1.0％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Nb：超过1.0％至6％，进一步含有Mo：0.01％-不到0.5％、Hf：0.01-0.1％的1种或2种，进一步含有Fe：0.1％-10％、Si：0.01-0.1％的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下；
(D9)超临界水工艺反应装置用构件，包含具有上述(D1)、(D2)、(D3)、(D4)、(D5)、(D6)、(D7)或(D8)记载的组成的耐应力腐蚀开裂性优异的Ni基合金。
下面，详细叙述本发明方案D的Ni基合金的合金组成中的各元素的限定理由。
Cr、W：
在混入盐酸的超临界水环境下，上述Ni基合金D通过同时含有Cr和W，耐应力腐蚀开裂性显著提高，但在那种场合，Cr含量超过28％是必要的。可是，当含有Cr为34％或以上时，在与W组合时，耐全腐蚀性降低，因此将Cr含量确定在超过28％-不到34％。更优选是28.5％-不到33％。
同样地，上述Ni基合金D含有W超过0.1％是必要的，当含有1.0％或以上时，在与Cr组合时，相稳定性劣化，耐应力腐蚀开裂性降低，故不优选。因此W的含量确定为超过0.1％-不到1.0％(更优选是超过0.1％至0.5％)。
N、Mn和Mg：
通过使N、Mn和Mg共存，能够提高上述Ni基合金D的相稳定性。即，N、Mn和Mg使母相Ni-fcc相稳定化，有难析出第2相的效果。可是，当N的含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量一超过0.04％，则形成氮化物，在超临界水环境下的耐腐蚀性劣化。于是，将N的含量确定为0.001-0.04％(更优选为0.005-0.03％)。同样地，Mn的含量不到0.05％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量超过0.5％时，在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化。于是，Mn的含量确定为0.05-0.5％(更优选为0.1-0.4％)。同样地，Mg也是提高相稳定性的成分，但其含量不到0.001％时没有相稳定化的效果，另一方面，含量超过0.05％时，在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化。于是，Mg的含量确定为0.001-0.05％(更优选为0.010％-0.040％)。
Nb：
Nb有更加提高特别是在含有盐酸的超临界水环境下的耐全腐蚀性的效果，因此根据需要添加。在那种场合，含量超过1.0％时显示效果，但含量超过6％时相稳定性劣化。因此，该方案D的Ni基合金中所含的Nb确定在超过1.0％至6％。更优选是1.1％-不到3.0％。
Mo和Hf：
Mo和Hf有更加提高特别是在含有盐酸的超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性的效果，因此根据需要添加。在那种场合，Mo虽然在含量超过0.01％时显示效果，但是当含有0.5％或以上时，相稳定性劣化，因此，在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化，故不优选。因此将Mo的含量确定为超过0.01％-不到0.5％(更优选是超过0.1％-不到0.5％)。
同样地，Hf虽然在含有0.01％或以上时显示效果，但是当含量超过0.1％时，在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化，故不优选。因此Hf的含量确定为0.01％-0.1％(更优选是0.02-0.05％)。
Fe和Si：
Fe和Si有提高强度的效果，因此根据需要添加。Fe虽然在含有0.1％或以上时显示效果，但是当含量超过10％时，在含无机酸超临界水环境中对全腐蚀的耐腐蚀性劣化，故不优选。因此，Fe的含量确定为0.1％-10％(更优选为0.5-4.0％)。
同样地，Si虽然在含有0.01％或以上时显示效果，但是当含量超过0.1％时，相稳定性劣化，因此在含无机酸超临界水环境中的耐应力腐蚀开裂性劣化，故不优选。因此，Si的含量确定为0.01％-0.1％(更优选为0.02-0.05％)。
C：
C作为不可避免的杂质而含有，当大量含有C时，在晶界附近与Cr形成碳化物，对全腐蚀的耐腐蚀性劣化，故不优选。为此，C的含量越少越好，在不可避免的杂质中包含的C的含量的上限确定为0.05％。
具体实施方式
(方案A)
准备都是C含量少的原料，使用通常的高频感应炉将这些原料熔化铸造，制作了厚度：12mm的锭。将此锭在1230℃实施10小时均质化热处理，一边保持在1000-1230℃的范围内，一边每次热轧减少1mm的厚度，最终为5mm厚，进一步在1200℃保持30分钟，然后水淬火，实施固溶化处理后，通过抛光研磨表面，制作了具有表A1-A3所示的成分组成的本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11。而且，准备了具有表A3所示的成分组成、具有厚度：5mm的市售的Ni基合金板AU1-AU3。将这些本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11和现有Ni基合金板AU1-AU3分别切割成纵：10mm、横：50mm的尺寸，制作了固溶化材试验片。而且，为了评价相稳定性给对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性的影响，将上述本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11和现有Ni基合金板AU1-AU3实施在550℃保持1000小时的时效处理后，将它们切割成纵：10mm、横：50mm的尺寸，制作了时效材试验片。
其次，准备了将Hastelloy C-276管作为高压釜的流通型的腐蚀试验装置。利用高压泵从该流通型的腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管的一端压入试验溶液，从另一端排出试验溶液，Hastelloy C-276管内部的试验溶液可确保规定的流量。而且，通过设置在Hastelloy C-276管部分的加热器加热试验溶液，能够将试验溶液保持在规定的温度。而且，从流通型的腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管的另一端排出的试验溶液，经由减压阀，被回收到储藏罐中。
使用这样的流通型腐蚀试验装置，进行了对下述的含无机酸超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验。
(Aa)作为试验溶液，准备了在流体温度：550℃、压力：40MPa、溶解氧量：8ppm的超临界水中混合了硫酸：0.2mol/kg、磷酸：0.2mol/kg的、被预想为在超临界水中分解·氧化VX气体时发生的超临界水溶液(以下称为VX气分解超临界水模拟试验溶液)。将这种VX气分解超临界水模拟试验溶液压入到上述流通型腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管，控制Hastelloy C-276管内部的VX气分解超临界水模拟试验溶液，使其以流量：6g/min流动，从而形成含无机酸超临界水环境，在这种环境下将由上述本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11和现有Ni基合金板AU1-AU3构成的固溶化材试验片保持100小时，在试验前后减少的质量除以固溶化材试验片的表面积，算出平均单位面积的质量减少量，表A1-A3示出了其值。
而且，为了评价相稳定性给对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性的影响，将由上述本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11和现有Ni基合金板AU1-AU3构成的时效材试验片在上述的含无机酸超临界水环境中保持100小时，在试验前后减少的质量除以时效材试验片的表面积，算出平均单位面积的质量减少量，表A1-A3示出了其值。
(Ab)作为试验溶液，准备了在流体温度：550℃、压力：40MPa、溶解氧量：8ppm的超临界水中混合了磷酸：0.4mol/kg、氢氟酸：0.1mol/kg的、被预想为在超临界水中分解·氧化GB(沙林)气体时发生的超临界水溶液(以下称为GB气分解超临界水模拟试验溶液)。形成上述流通型腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管内部的GB气体分解超临界水模拟试验溶液以流量：6g/min流动的含无机酸超临界水环境，在这种环境下将由上述本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11和现有Ni基合金板AU1-AU3构成的固溶化材试验片保持100小时，在试验前后减少的质量除以试验片的表面积，算出平均单位面积的质量减少量，表A1-A3示出了其值。
而且，为了评价相稳定性给对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性的影响，将由上述本发明Ni基合金板A1-A21、比较Ni基合金板AC1-AC11和现有Ni基合金板AU1-AU3构成的时效材试验片在上述的含无机酸超临界水环境中保持100小时，在试验前后减少的质量除以时效材试验片的表面积，算出平均单位面积的质量减少量，表A1-A3示出了其值。
表A1
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％) | VX气分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | GB气分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | |||||||||||
| Cr | Mo | Mg | N | Mn | Fe | Si | C# | Ni和不可避免的杂质 | 固溶化材试验片的减少量(mg/cm2) | 时效材试验片的减少量(mg/cm2) | 固溶化材试验片的减少量(mg/cm2) | 时效材试验片的减少量(mg/cm2) | ||
| 本发明 | A1 | 44.0 | 1.00 | 0.008 | 0.021 | 0.07 | - | - | 0.02 | 余量 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| A2 | 43.1 | 0.31 | 0.006 | 0.008 | 0.22 | - | - | 0.02 | 余量 | 7 | 7 | 8 | 8 | |
| A3 | 49.7 | 0.45 | 0.007 | 0.011 | 0.13 | - | - | 0.03 | 余量 | 4 | 8 | 3 | 9 | |
| A4 | 44.2 | 0.12 | 0.011 | 0.021 | 0.28 | - | - | 0.02 | 余量 | 4 | 6 | 5 | 7 | |
| A5 | 43.2 | 1.96 | 0.021 | 0.013 | 0.10 | - | - | 0.02 | 余量 | 5 | 7 | 6 | 8 | |
| A6 | 45.6 | 0.46 | 0.001 | 0.014 | 0.09 | - | - | 0.01 | 余量 | 4 | 6 | 2 | 4 | |
| A7 | 44.0 | 0.36 | 0.049 | 0.002 | 0.14 | - | - | 0.02 | 余量 | 5 | 9 | 5 | 9 | |
| A8 | 44.5 | 0.35 | 0.022 | 0.039 | 0.12 | - | - | 0.02 | 余量 | 4 | 6 | 6 | 7 | |
| A9 | 46.5 | 0.47 | 0.006 | 0.022 | 0.05 | - | - | 0.02 | 余量 | 3 | 5 | 7 | 9 | |
| A10 | 45.1 | 0.49 | 0.008 | 0.025 | 0.49 | - | - | 0.01 | 余量 | 4 | 6 | 5 | 8 | |
| A11 | 45.6 | 0.48 | 0.031 | 0.018 | 0.13 | 0.05 | - | 0.03 | 余量 | 5 | 6 | 6 | 7 | |
| A12 | 43.3 | 0.47 | 0.026 | 0.009 | 0.24 | 0.98 | - | 0.02 | 余量 | 4 | 7 | 7 | 9 | |
| A13 | 44.4 | 0.48 | 0.017 | 0.022 | 0.17 | - | 0.01 | 0.02 | 余量 | 3 | 5 | 6 | 8 | |
| A14 | 44.1 | 0.46 | 0.004 | 0.022 | 0.11 | - | 0.09 | 0.02 | 余量 | 4 | 6 | 5 | 7 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表A2
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％) | VX气分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | GB气分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | |||||||||||
| Cr | Mo | Mg | N | Mn | Fe | Si | C# | Ni和不可避免的杂质 | 固溶化材试验片的减少量(mg/cm2) | 时效材试验片的减少量(mg/cm2) | 固溶化材试验片的减少量(mg/cm2) | 时效材试验片的减少量(mg/cm2) | ||
| 本发明 | A15 | 43.5 | 0.47 | 0.040 | 0.034 | 0.17 | - | - | 0.03 | 余量 | 5 | 2 | 5 | 3 |
| A16 | 46.8 | 0.38 | 0.026 | 0.012 | 0.33 | - | - | 0.02 | 余量 | 3 | 2 | 4 | 3 | |
| A17 | 44.5 | 0.47 | 0.009 | 0.020 | 0.28 | 0.22 | 0.05 | 0.02 | 余量 | 4 | 3 | 4 | 4 | |
| A18 | 46.5 | 0.47 | 0.011 | 0.006 | 0.26 | 0.14 | 0.06 | 0.02 | 余量 | 5 | 3 | 5 | 4 | |
| A19 | 45.0 | 0.35 | 0.018 | 0.028 | 0.23 | 0.33 | 0.04 | 0.02 | 余量 | 4 | 3 | 5 | 4 | |
| A20 | 43.9 | 0.49 | 0.010 | 0.026 | 0.11 | 0.12 | 0.03 | 0.02 | 余量 | 5 | 4 | 6 | 5 | |
| A21 | 44.8 | 0.48 | 0.006 | 0.027 | 0.39 | - | - | 0.01 | 余量 | 4 | 2 | 5 | 4 | |
| 比较 | AC1 | 42.6* | 0.56 | 0.041 | 0.032 | 0.23 | - | - | 0.02 | 余量 | 10 | 11 | 13 | 13 |
| AC2 | 55.5* | 0.55 | 0.036 | 0.035 | 0.26 | - | - | 0.02 | 余量 | 4 | 12 | 5 | 15 | |
| AC3 | 44.5 | -* | 0.044 | 0.034 | 0.33 | - | - | 0.02 | 余量 | 7 | 8 | 13 | 15 | |
| AC4 | 45.0 | 2.3* | 0.011 | 0.022 | 0.24 | - | - | 0.03 | 余量 | 6 | 15 | 4 | 17 | |
| AC5 | 46.0 | 0.86 | -* | 0.012 | 0.28 | - | - | 0.02 | 余量 | 5 | 14 | 5 | 16 | |
| AC6 | 45.5 | 0.65 | 0.060* | 0.015 | 0.20 | - | - | 0.02 | 余量 | 5 | 13 | 6 | 15 | |
| AC7 | 45.2 | 0.45 | 0.027 | -* | 0.08 | - | - | 0.02 | 余量 | 3 | 14 | 4 | 15 | |
*符号表示在本发明组成范围以外。
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表A3
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％) | VX气分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | GB气分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | |||||||||||
| Cr | Mo | Mg | N | Mn | Fe | Si | C# | Ni和不可避免的杂质 | 固溶化材试验片的减少量(mg/cm2) | 时效材试验片的减少量(mg/cm2) | 固溶化材试验片的减少量(mg/cm2) | 时效材试验片的减少量(mg/cm2) | ||
| 比较 | AC8 | 44.1 | 0.67 | 0.031 | 0.045* | 0.17 | - | - | 0.02 | 余量 | 14 | 16 | 15 | 18 |
| AC9 | 46.3 | 0.45 | 0.024 | 0.019 | 0.04* | - | - | 0.01 | 余量 | 4 | 4 | 6 | 16 | |
| AC10 | 44.8 | 0.57 | 0.021 | 0.028 | 0.55* | - | - | 0.02 | 余量 | 15 | 16 | 17 | 19 | |
| AC11 | 43.8 | 0.66 | 0.044 | 0.033 | 0.21 | - | - | 0.07* | 余量 | 8 | 14 | 9 | 15 | |
| 现有 | AU1 | 21.0 | 8.4 | Co：0.6 | 0.2 | 3.8 | Ta+Nb：3.6 | 余量 | 40 | 37 | 57 | 49 | ||
| AU2 | 15.5 | 16.1 | W：3.7，Co：0.5 | 0.5 | 5.7 | - | - | 余量 | 54 | 45 | 70 | 66 | ||
| AU3 | 44.1 | 1.0 | - | 0.2 | 0.1 | - | - | 余量 | 6 | 4 | 35 | 25 | ||
*符号表示在本发明组成范围以外。
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
从表A1-A3所示的结果知道，本发明Ni基合金板A1-A21，其固溶化材试验片和时效材试验片与现有Ni基合金板AU1和AU2相比，试验片的平均单位面积的质量减少量少，因此耐腐蚀性优异，而且与现有Ni基合金AU3比，本发明Ni基合金板A1-A21的时效材试验片的平均单位面积的质量减少量少，因此本发明Ni基合金板A1-A21的时效材试验片的耐腐蚀性优异。另外知道，在本发明范围外的比较Ni基合金板AC1-AC11的固溶化材试验片的耐腐蚀性和时效材试验片的耐腐蚀性之中，至少1种特性差，因此不理想。
(方案B)
准备都是C含量少的原料，使用通常的高频感化炉将这些原料熔化铸造，制作了厚度：12mm的锭。将此锭在1230℃实施10小时均质化热处理，一边保持在1000-1230℃的范围内，一边每次热轧减少1mm的厚度，最终为5mm厚，进一步在1200℃保持30分钟，然后水淬火，实施固溶化处理后，通过抛光研磨表面，制作了具有表B1-B3所示的成分组成的本发明Ni基合金板B1-B21、比较Ni基合金板BC1-BC11。而且，准备了具有表B3所示的成分组成、具有厚度：5mm的市售的Ni基合金板BU1-BU3。将这些本发明Ni基合金板B1-B21、比较Ni基合金板BC1-BC11和现有Ni基合金板BU1-BU3分别切割成纵：10mm、横：50mm的尺寸，制作了固溶化材试验片。而且，为了评价相稳定性给对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性的影响，对由上述本发明Ni基合金板B1-B21、比较Ni基合金板BC1-BC11和现有Ni基合金板BU1-BU3构成的试验片实施在550℃保持1000小时的时效处理，制作了时效材试验片。
其次，准备了将Hastelloy C-276管作为高压釜的流通型腐蚀试验装置。利用高压泵从该流通型腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管的一端压入试验溶液，从另一端排出试验溶液，Hastelloy C-276管内部的试验溶液可确保规定的流量。而且，通过设置在Hastelloy C-276管部分的加热器加热试验溶液，能够将试验溶液保持在规定的温度。而且，从流通型腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管的另一端排出的试验溶液，经由减压阀，被回收到储藏罐中。
使用这样的流通型腐蚀试验装置，进行了对下述的含无机酸超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验。作为试验溶液，准备了在流体温度：550℃、压力：40MPa、溶解氧量：8ppm的超临界水中混合了盐酸：0.05mol/kg的、被预想为在超临界水中分解·氧化PCB或二英时生成的超临界水溶液(以下称为PCB或二英分解超临界水模拟试验溶液)。将上述PCB或二英分解超临界水模拟试验溶液压入到流通型腐蚀试验装置中的Hastelloy C-276管，控制Hastelloy C-276管内部的PCB或二英分解超临界水模拟试验溶液，使其以流量：6g/min流动，从而形成含无机酸超临界水环境，在这种环境下将由上述本发明Ni基合金板B1-B21、比较Ni基合金板BC1-BC11和现有Ni基合金板BU1-BU3构成的固溶化材试验片保持100小时，由此确认了试验片表面有无点腐蚀。表B1-B3示出了其结果。
而且，为了评价相稳定性给对含无机酸超临界水环境的耐腐蚀性的影响，将由上述本发明Ni基合金板B1-B21、比较Ni基合金板BC1-BC11和现有Ni基合金板BU1-BU3构成的时效材试验片在上述的含无机酸超临界水环境中保持100小时，由此确认了时效材试验片表面有无点腐蚀。表B1-B3示出了其结果。
表B1
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％) | PCB或二英分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | |||||||||||
| Cr | Ta | Mg | N | Mn | Mo | Fe | Si | C# | Ni和不可避免的杂质 | 固溶化材试验片有无发生点腐蚀 | 时效材试验片有无发生点腐蚀 | ||
| 本发明 | B1 | 30.7 | 2.01 | 0.016 | 0.012 | 0.18 | - | 0.12 | 0.021 | 0.02 | 余量 | 无 | 无 |
| B2 | 29.3 | 2.41 | 0.014 | 0.008 | 0.24 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B3 | 41.6 | 1.01 | 0.019 | 0.011 | 0.14 | - | - | - | 0.01 | 余量 | 无 | 无 | |
| B4 | 37.6 | 1.11 | 0.011 | 0.021 | 0.29 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B5 | 33.4 | 2.96 | 0.012 | 0.013 | 0.14 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B6 | 37.6 | 1.48 | 0.001 | 0.014 | 0.19 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B7 | 34.2 | 2.36 | 0.049 | 0.007 | 0.16 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B8 | 34.7 | 2.34 | 0.016 | 0.002 | 0.17 | - | - | - | 0.01 | 余量 | 无 | 无 | |
| B9 | 36.4 | 1.87 | 0.023 | 0.039 | 0.11 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B10 | 35.2 | 1.96 | 0.026 | 0.025 | 0.05 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B11 | 35.3 | 2.38 | 0.021 | 0.018 | 0.49 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B12 | 33.6 | 1.77 | 0.018 | 0.029 | 0.24 | 0.11 | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B13 | 34.8 | 1.98 | 0.015 | 0.020 | 0.16 | 1.98 | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B14 | 34.1 | 1.76 | 0.033 | 0.025 | 0.11 | - | 0.5 | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表B2
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％) | PCB或二英分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | |||||||||||
| Cr | Ta | Mg | N | Mn | Mo | Fe | Si | C# | Ni和不可避免的杂质 | 固溶化材试验片有无发生点腐蚀 | 时效材试验片有无发生点腐蚀 | ||
| 本发明 | B15 | 33.7 | 1.87 | 0.031 | 0.030 | 0.16 | - | 0.99 | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 |
| B16 | 34.8 | 2.34 | 0.026 | 0.017 | 0.38 | - | - | 0.01 | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B17 | 34.8 | 2.17 | 0.028 | 0.021 | 0.18 | - | - | 0.09 | 0.03 | 余量 | 无 | 无 | |
| B18 | 32.5 | 2.27 | 0.030 | 0.006 | 0.26 | 0.21 | 0.14 | - | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B19 | 35.1 | 1.75 | 0.032 | 0.028 | 0.23 | - | 0.33 | 0.06 | 0.01 | 余量 | 无 | 无 | |
| B20 | 34.1 | 1.69 | 0.021 | 0.013 | 0.11 | 0.22 | - | 0.04 | 0.02 | 余量 | 无 | 无 | |
| B21 | 34.7 | 1.76 | 0.023 | 0.027 | 0.39 | 0.31 | 0.24 | 0.03 | 0.01 | 余量 | 无 | 无 | |
| 比较 | BC1 | 28.5* | 1.56 | 0.018 | 0.032 | 0.24 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 有 | 有 |
| BC2 | 43.5* | 1.86 | 0.015 | 0.035 | 0.21 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 有 | |
| BC3 | 32.5 | -* | 0.014 | 0.034 | 0.13 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 有 | 有 | |
| BC4 | 35.0 | 3.30* | 0.017 | 0.022 | 0.27 | - | - | - | 0.01 | 余量 | 无 | 有 | |
| BC5 | 36.2 | 1.83 | -* | 0.012 | 0.38 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 有 | |
| BC6 | 35.4 | 1.62 | 0.055* | 0.015 | 0.22 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 有 | 有 | |
| BC7 | 35.7 | 1.45 | 0.022 | -* | 0.09 | - | - | - | 0.02 | 余量 | 无 | 有 | |
#符号表示在本发明组成范围以外。
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表B3
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％) | PCB或二英分解超临界水模拟试验溶液的腐蚀试验 | |||||||||||
| Cr | Ta | Mg | N | Mn | Mo | Fe | Si | C# | Ni和不可避免的杂质 | 固溶化材试验片有无发生点腐蚀 | 时效材试验片有无发生点腐蚀 | ||
| 比较 | BC8 | 34.8 | 1.67 | 0.024 | 0.045* | 0.37 | - | - | - | 0.01 | 余量 | 有 | 有 |
| BC9 | 36.1 | 1.45 | 0.016 | 0.019 | 0.04* | - | - | - | 0.01 | 余量 | 无 | 有 | |
| BC10 | 34.2 | 1.57 | 0.017 | 0.028 | 0.55* | - | - | - | 0.02 | 余量 | 有 | 有 | |
| BC11 | 35.5 | 1.21 | 0.022 | 0.018 | 0.39 | - | - | - | 0.07* | 余量 | 无 | 有 | |
| 现有 | BU1 | 21.0 | 8.4 | Co：0.6 | 0.2 | - | 3.8 | Ta+Nb：3.6 | 余量 | 有 | 有 | ||
| BU2 | 15.5 | 16.1 | W：3.7，Co：0.5 | 0.5 | - | 5.7 | - | - | 余量 | 有 | 有 | ||
| BU3 | 44.1 | 1.0 | - | 0.2 | - | 0.1 | - | - | 余量 | 无 | 有 | ||
#符号表示在本发明组成范围以外。
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
从表B1-B3所示的结果知道，本发明Ni基合金板B1-B21，其固溶化材试验片和时效材试验片与现有Ni基合金板BU1和BU2相比，没有孔蚀发生，耐腐蚀性优异。可是知道，在本发明范围外的比较Ni基合金板BC1-BC11的固溶化材试验片的耐腐蚀性和时效材试验片的耐腐蚀性之中，至少1种特性差，因此不理想。
(方案C)
使用通常的高频感化炉熔化、铸造，制作了具有表C1-C4所示的成分组成、厚度：12mm的锭。对此锭实施在1230℃保持10小时的均质化热处理，一边保持在1000-1230℃的范围内，一边按每次热轧减少1mm的厚度，最终为5mm厚，进一步在1200℃保持30分钟，然后水淬火实施固溶化处理后，通过用600#金刚砂纸研磨表面，制作了本发明Ni基合金板C1-C42、比较Ni基合金板CC1-CC11和现有Ni基合金板CU1-CU3。
为了给这些本发明Ni基合金板C1-C42、比较Ni基合金板CC1-CC11和现有Ni基合金板CU1-CU3赋予内部应力和内部应变，以30％的压下率冷轧，分别制作了3.5mm厚度的板。切割这些板，制作了具有有纵：4mm、横：4mm、高：3.5mm的尺寸的长方体形状的固溶化材试验片。
而且，为了评价相稳定性给在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性的影响，对本发明Ni基合金板C1-C42、比较Ni基合金板CC1-CC11和现有Ni基合金板CU1-CU3实施在450℃保持10000小时的时效处理后，用600#金刚砂纸研磨，为了赋予内部应力和内部应变，以30％的压下率冷轧，分别制作了3.5mm厚度的板。切割该板，制作了具有有纵：4mm、横：4mm、高：3.5mm的尺寸的长方体形状的时效材试验片。
其次，准备了将钛在内侧、Hastelloy C-276在外侧的钛/HastelloyC-276双重管作为高压釜的流通型腐蚀试验装置。该流通型腐蚀试验装置，利用高压泵从钛/Hastelloy C-276双重管的一端压入试验溶液，利用设置在管端的加热器加热试验溶液，形成规定的腐蚀试验条件，从另一端出来的试验溶液，经由减压阀，被回收到储藏罐中。
而且，准备了在流体温度：500℃、压力：60MPa、溶解氧量：800ppm(以过氧化氢形式添加)的超临界水中混合了硫酸：0.2mol/kg、磷酸：0.2mol/kg的超临界水，将它作为试验溶液。这种混合了硫酸和磷酸的超临界水，是被预想为在超临界水中分解·氧化VX气体时生成的超临界水溶液，以下将这种含有硫酸和磷酸的超临界水溶液称为VX气分解模拟液。
而且，准备了在流体温度：500℃、压力：60MPa、溶解氧量：800ppm(以过氧化氢形式添加)的超临界水中混合了磷酸：0.4mol/kg、氢氟酸：0.14mol/kg的超临界水，将它作为试验溶液。这种混合了磷酸和氢氟酸的超临界水，是被预想为在超临界水中分解·氧化GB(沙林)气体时生成的超临界水溶液，以下将这种含有磷酸和氢氟酸的超临界水溶液称为GB气分解模拟液。
将上述VX气分解模拟液和GB气分解模拟液压入到先前准备的流通型腐蚀试验装置中的钛/Hastelloy C-276双重管，控制该双重管内部的PCB或二英分解模拟液，使其以流量：6g/min流动，从而形成含无机酸超临界水环境，在这种环境下将由上述本发明Ni基合金板C1-C42、比较Ni基合金板CC1-CC11和现有Ni基合金板CU1-CU3构成的固溶化材试验片保持100小时，确认试验片表面有无应力腐蚀开裂。表C5、C6示出了其结果。
而且，为了评价相稳定性给在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性的影响，将由上述本发明Ni基合金板C1-C42、比较Ni基合金板CC1-CC11和现有Ni基合金板CU1-CU3构成的时效材试验片在上述的含无机酸超临界水环境中保持100小时，据此确认时效材试验片表面有无应力腐蚀开裂。表C5、C6示出了其结果。
表C1
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量：Ni和不可避免的杂质) | |||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Nb | Mo | Hi | Fe | Si | C# | ||
| 本发明 | C1 | 36.1 | 0.32 | 0.0145 | 0.008 | 0.27 | - | - | - | - | - | 0.02 |
| C2 | 41.9 | 0.45 | 0.016 | 0.010 | 0.13 | - | - | - | - | - | 0.01 | |
| C3 | 39.3 | 0.02 | 0.014 | 0.021 | 0.29 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C4 | 38.2 | 0.48 | 0.015 | 0.015 | 0.25 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C5 | 40.4 | 0.48 | 0.002 | 0.011 | 0.14 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C6 | 39.4 | 0.36 | 0.038 | 0.007 | 0.12 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C7 | 40.3 | 0.45 | 0.027 | 0.001 | 0.18 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C8 | 41.4 | 0.24 | 0.014 | 0.039 | 0.14 | - | - | - | - | - | 0.01 | |
| C9 | 38.2 | 0.36 | 0.033 | 0.026 | 0.06 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C10 | 39.1 | 0.38 | 0.024 | 0.018 | 0.49 | - | - | - | - | - | 0.02 | |
| C11 | 40.2 | 0.14 | 0.012 | 0.011 | 0.16 | 1.4 | - | - | 0.26 | 0.024 | 0.02 | |
| C12 | 40.7 | 0.27 | 0.019 | 0.027 | 0.20 | 1.04 | - | - | - | - | 0.02 | |
| C13 | 37.8 | 0.29 | 0.017 | 0.024 | 0.25 | 5.96 | - | - | - | - | 0.02 | |
| C14 | 37.7 | 0.37 | 0.027 | 0.031 | 0.19 | 3.6 | - | - | - | - | 0.02 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表C2
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量：Ni和不可避免的杂质) | |||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Nb | Mo | Hf | Fe | Si | C# | ||
| 本发明 | C15 | 38.3 | 0.32 | 0.015 | 0.007 | 0.23 | 4.5 | - | - | - | - | 0.02 |
| C16 | 41.1 | 0.37 | 0.032 | 0.027 | 0.14 | 2.1 | 0.01 | - | - | - | 0.02 | |
| C17 | 37.7 | 0.37 | 0.027 | 0.031 | 0.19 | - | 0.49 | - | - | - | 0.01 | |
| C18 | 38.2 | 0.96 | 0.013 | 0.014 | 0.15 | - | 0.15 | - | - | - | 0.02 | |
| C19 | 39.4 | 0.48 | 0.001 | 0.013 | 0.18 | - | 0.23 | - | - | - | 0.02 | |
| C20 | 31.2 | 0.36 | 0.048 | 0.008 | 0.17 | - | 0.34 | - | - | - | 0.02 | |
| C21 | 39.8 | 0.04 | 0.023 | 0.014 | 0.26 | 2.9 | - | 0.01 | - | - | 0.02 | |
| C22 | 39.2 | 0.17 | 0.029 | 0.026 | 0.17 | - | - | 0.09 | - | - | 0.03 | |
| C23 | 38.2 | 0.36 | 0.026 | 0.025 | 0.05 | - | - | 0.03 | - | - | 0.02 | |
| C24 | 39.3 | 0.38 | 0.020 | 0.019 | 0.49 | - | - | 0.05 | - | - | 0.02 | |
| C25 | 37.2 | 0.44 | 0.012 | 0.011 | 0.18 | - | - | 0.07 | - | - | 0.02 | |
| C26 | 39.5 | 0.37 | 0.031 | 0.007 | 0.21 | - | 0.24 | 0.03 | - | - | 0.02 | |
| C27 | 38.1 | 0.46 | 0.034 | 0.027 | 0.24 | - | - | - | 0.12 | - | 0.02 | |
| C28 | 36.1 | 0.03 | 0.023 | 0.019 | 0.13 | - | - | - | 9.89 | - | 0.02 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表C3
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量：Ni和不可避免的杂质) | |||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Nb | Mo | Hf | Fe | Si | C# | ||
| 本发明 | C29 | 38.3 | 0.32 | 0.015 | 0.007 | 0.23 | - | - | - | 2.85 | - | 0.02 |
| C30 | 39.6 | 0.45 | 0.017 | 0.011 | 0.14 | - | - | - | 5.11 | - | 0.02 | |
| C31 | 37.6 | 0.11 | 0.015 | 0.020 | 0.28 | - | - | - | 6.38 | - | 0.01 | |
| C32 | 39.7 | 0.18 | 0.027 | 0.025 | 0.26 | - | - | - | - | 0.01 | 0.02 | |
| C33 | 38.8 | 0.43 | 0.024 | 0.034 | 0.19 | - | - | - | - | 0.09 | 0.02 | |
| C34 | 38.2 | 0.36 | 0.048 | 0.008 | 0.17 | - | - | - | - | 0.05 | 0.02 | |
| C35 | 39.6 | 0.45 | 0.030 | 0.030 | 0.14 | - | - | - | 0.27 | 0.03 | 0.02 | |
| C36 | 40.2 | 0.22 | 0.044 | 0.021 | 0.21 | 1.88 | 0.34 | 0.02 | - | 0.02 | 0.01 | |
| C37 | 41.3 | 0.47 | 0.032 | 0.028 | 0.13 | 2.03 | - | 0.05 | 1.27 | 0.02 | 0.02 | |
| C38 | 41.9 | 0.24 | 0.019 | 0.031 | 0.17 | 1.63 | - | - | 2.58 | - | 0.01 | |
| C39 | 40.6 | 0.18 | 0.029 | 0.025 | 0.12 | 1.22 | - | - | - | 0.07 | 0.02 | |
| C40 | 39.6 | 0.36 | 0.027 | 0.020 | 0.16 | 1.56 | - | 0.04 | - | - | 0.02 | |
| C41 | 39.1 | 0.36 | 0.030 | 0.024 | 0.12 | - | 0.31 | - | 3.2 | - | 0.02 | |
| C42 | 39.7 | 0.67 | 0.031 | 0.030 | 0.16 | - | - | 0.05 | - | 0.02 | 0.02 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表C4
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量：Ni和不可避免的杂质) | |||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Mo | Fe | Si | C# | ||
| 比较 | CC1 | 35.5* | 0.36 | 0.021 | 0.038 | 0.24 | - | - | - | 0.01 |
| CC2 | 42.5* | 0.45 | 0.026 | 0.035 | 0.26 | - | - | - | 0.01 | |
| CC3 | 39.4 | -* | 0.035 | 0.031 | 0.15 | - | - | - | 0.02 | |
| CC4 | 42.0 | 0.60* | 0.019 | 0.025 | 0.29 | - | - | - | 0.02 | |
| CC5 | 39.2 | 0.13 | -* | 0.017 | 0.38 | - | - | - | 0.02 | |
| CC6 | 39.4 | 0.32 | 0.055* | 0.016 | 0.22 | - | - | - | 0.02 | |
| CC7 | 40.7 | 0.45 | 0.029 | -* | 0.08 | - | - | - | 0.02 | |
| CC8 | 39.8 | 0.47 | 0.021 | 0.046* | 0.39 | - | - | - | 0.01 | |
| CC9 | 41.1 | 0.45 | 0.026 | 0.022 | 0.04* | - | - | - | 0.01 | |
| CC10 | 39.2 | 0.37 | 0.019 | 0.025 | 0.55* | - | - | - | 0.02 | |
| CC11 | 39.2 | 0.44 | 0.022 | 0.021 | 0.18 | - | - | - | 0.07* | |
| 现有 | CU1 | 21.0 | - | Co：0.6 | 0.2 | 8.4 | 3.8 | - | ||
| CU2 | 15.5 | 3.7 | Co：0.5 | 0.5 | 16.1 | 5.7 | - | |||
| CU3 | 28.7 | 2.6 | Co：1.87 | 1.1 | 5.0 | 14.6 | Cu：1.8 | |||
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
*符号表示本发明范围以外的值。
表C5
| Ni基合金板 | VX气分解模拟液的腐蚀试验结果 | GB气分解模拟液的腐蚀试验结果 | |||
| 固溶化材试验片有无应力腐蚀开裂 | 时效材试验片有无应力腐蚀开裂 | 固溶化材试验片有无应力腐蚀开裂 | 时效材试验片有无应力腐蚀开裂 | ||
| 本发明 | C1 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| C2 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C3 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C4 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C5 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C6 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C7 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C8 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C9 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C10 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C11 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C12 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C13 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C14 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C15 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C16 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C17 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C18 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C19 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C20 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C21 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C22 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C23 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C24 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C25 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C26 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C27 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| C28 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
表C6
| Ni基合金板 | VX气分解模拟液的腐蚀试验结果 | GB气分解模拟液的腐蚀试验结果 | 备注 | |||
| 固溶化材试验片有无应力腐蚀开裂 | 时效材试验片有无应力腐蚀开裂 | 固溶化材试验片有无应力腐蚀开裂 | 时效材试验片有无应力腐蚀开裂 | |||
| 本发明 | C29 | 无 | 无 | 无 | 无 | - |
| C30 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C31 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C32 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C33 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C34 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C35 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C36 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C37 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C38 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C39 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C40 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C41 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| C42 | 无 | 无 | 无 | 无 | - | |
| 比较 | CC1 | 无 | 有 | 无 | 有 | - |
| CC2 | 无 | - | 无 | - | 在冷轧时开裂 | |
| CC3 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| CC4 | 无 | - | 无 | - | 在冷轧时开裂 | |
| CC5 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| CC6 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| CC7 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| CC8 | 有 | 有 | 有 | 有 | - | |
| CC9 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| CC10 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| CC11 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
| 现有 | CU1 | 有 | 有 | 有 | 有 | - |
| CU2 | 有 | 有 | 有 | 有 | - | |
| CU3 | 无 | 有 | 无 | 有 | - | |
从表C1-C6所示的结果知道，本发明Ni基合金板C1-C42，其固溶化材试验片和时效材试验片均没有象在现有Ni基合金板CU1和CU2上看到的应力腐蚀开裂发生，因此耐应力腐蚀开裂性优异。可是知道，具有在本发明范围外的成分组成的比较Ni基合金板CC1-CC11的固溶化材试验片和时效材试验片的至少1种试验片发生应力腐蚀开裂、或发生显著的全腐蚀等等，故不理想。
(方案D)
使用通常的高频感化炉熔化、铸造，制作了具有表D1-D4所示的成分组成、厚度：12mm的锭。对此锭实施在1230℃保持10小时的均质化热处理，一边保持在1000-1230℃的范围内，一边每次热轧减少1mm的厚度，最终为5mm厚，进一步在1200℃保持30分钟，然后水淬火实施固溶化处理后，通过抛光研磨表面，准备了本发明Ni基合金板D1-D42、比较Ni基合金板DC1-DC11和现有Ni基合金板DU1-DU3。
为了给这些本发明Ni基合金板D1-D42、比较Ni基合金板DC1-DC11和现有Ni基合金板DU1-DU3赋予内部应力和内部应变，以20％的压下率冷轧，分别制作了4mm厚度的板。切割这些板，制作了具有有纵：4mm、横：4mm、高：4mm的尺寸的立方体形状的固溶化材试验片。
而且，为了评价相稳定性给在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性的影响，对本发明Ni基合金板D1-D42、比较Ni基合金板DC1-DC11和现有Ni基合金板DU1-DU3实施在500℃保持1000小时的时效处理后，为了赋予内部应力和内部应变，以20％的压下率冷轧，分别制作了4mm厚度的板。切割这些板，制作了具有有纵：4mm、横：4mm、高：4mm的尺寸的立方体形状的时效材试验片。
其次，准备了将由内侧：钛、外侧：Hastelloy C-276构成的钛/Hastelloy C-276双重管作为高压釜的流通型腐蚀试验装置。该流通型腐蚀试验装置，利用高压泵从上述双重管的一端压入试验溶液，利用设置在管端的加热器加热试验溶液，形成规定的腐蚀试验条件，从另一端出来的试验溶液，经由减压阀，被回收到储藏罐中。
准备了在流体温度：500℃、压力：60MPa、溶解氧量：800ppm(以过氧化氢形式添加)的超临界水中混合了盐酸：0.03mol/kg的超临界水，将它作为试验溶液。
这种混合了盐酸的超临界水，是被预想为在超临界水中分解·氧化PCB或二英时生成的超临界水溶液，以下将这种含盐酸超临界水溶液称为PCB或二英分解模拟液。
将上述PCB或二英分解模拟液压入到先前准备的流通型腐蚀试验装置中的钛/Hastelloy C-276双重管，控制该双重管内部的PCB或二英分解模拟液，使其以流量：6g/min流动，从而形成含无机酸超临界水环境，在这种环境下将由上述本发明Ni基合金板D1-D42、比较Ni基合金板DC1-DC11和现有Ni基合金板DU1-DU3构成的固溶化材试验片保持100小时，由此确认试验片表面有无应力腐蚀开裂。表D1-D4示出了其结果。
而且，为了评价相稳定性给在含无机酸超临界水环境下的耐应力腐蚀开裂性的影响，将由上述本发明Ni基合金板D1-D42、比较Ni基合金板DC1-DC11和现有Ni基合金板DU1-DU3构成的时效材试验片在上述的含无机酸超临界水环境中保持100小时，据此确认时效材试验片表面有无应力腐蚀开裂。表D1-D4示出了其结果。
表D1
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量Ni和不可避免的杂质) | PCB或二英分解模拟液的腐蚀试验结果 | ||||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Nb | Mo | Hf | Fe | Si | C# | 固溶化材试验片有无应力开裂发生 | 时效材试验片有无应力开裂发生 | ||
| 本发明 | D1 | 28.3 | 0.32 | 0.015 | 0.007 | 0.23 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 |
| D2 | 33.6 | 0.45 | 0.017 | 0.011 | 0.14 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D3 | 31.6 | 0.11 | 0.015 | 0.020 | 0.28 | - | - | - | - | - | 0.01 | 无 | 无 | |
| D4 | 32.2 | 0.96 | 0.013 | 0.014 | 0.15 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D5 | 30.4 | 0.48 | 0.001 | 0.013 | 0.18 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D6 | 31.2 | 0.36 | 0.048 | 0.008 | 0.17 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D7 | 30.7 | 0.55 | 0.017 | 0.001 | 0.18 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D8 | 32.4 | 0.44 | 0.024 | 0.038 | 0.12 | - | - | - | - | - | 0.01 | 无 | 无 | |
| D9 | 33.2 | 0.36 | 0.026 | 0.025 | 0.05 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D10 | 29.3 | 0.38 | 0.020 | 0.019 | 0.49 | - | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D11 | 30.2 | 0.44 | 0.012 | 0.011 | 0.18 | 1.3 | - | - | 0.15 | 0.021 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D12 | 32.8 | 0.28 | 0.016 | 0.021 | 0.15 | 5.97 | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D13 | 31.1 | 0.36 | 0.030 | 0.024 | 0.12 | 2.5 | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D14 | 33.7 | 0.67 | 0.031 | 0.030 | 0.16 | 3.6 | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表D2
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量Ni和不可避免的杂质) | PCB或二英分解模拟液的腐蚀试验结果 | ||||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Nb | Mo | Hf | Fe | Si | C# | 固溶化材试验片有无应力腐蚀开裂发生 | 时效材试验片有无应力腐蚀开裂发生 | ||
| 本发明 | D15 | 28.3 | 0.32 | 0.015 | 0.007 | 0.23 | 4.5 | - | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 |
| D16 | 31.1 | 0.36 | 0.030 | 0.024 | 0.12 | 2.1 | 0.02 | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D17 | 33.7 | 0.67 | 0.031 | 0.030 | 0.16 | - | 0.48 | - | - | - | 0.01 | 无 | 无 | |
| D18 | 32.2 | 0.96 | 0.013 | 0.014 | 0.15 | - | 0.15 | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D19 | 30.4 | 0.48 | 0.001 | 0.013 | 0.18 | - | 0.23 | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D20 | 31.2 | 0.36 | 0.048 | 0.008 | 0.17 | - | 0.34 | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D21 | 34.8 | 0.34 | 0.026 | 0.017 | 0.38 | 2.9 | - | 0.01 | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D22 | 34.8 | 0.17 | 0.028 | 0.021 | 0.18 | - | - | 0.09 | - | - | 0.03 | 无 | 无 | |
| D23 | 33.2 | 0.36 | 0.026 | 0.025 | 0.05 | - | - | 0.03 | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D24 | 29.3 | 0.38 | 0.020 | 0.019 | 0.49 | - | - | 0.05 | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D25 | 30.2 | 0.44 | 0.012 | 0.011 | 0.18 | - | - | 0.07 | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D26 | 32.5 | 0.27 | 0.030 | 0.006 | 0.26 | - | 0.21 | 0.02 | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D27 | 31.1 | 0.45 | 0.032 | 0.029 | 0.22 | - | - | - | 0.14 | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D28 | 30.1 | 0.49 | 0.021 | 0.013 | 0.11 | - | - | - | 9.88 | - | 0.02 | 无 | 无 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表D3
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量Ni和不可避免的杂质) | PCB或二英分解模拟液的腐蚀试验结果 | ||||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Nb | Mo | Hf | Fe | Si | C# | 固溶化材试验片有无应力腐蚀开裂发生 | 时效材试验片有无应力腐蚀开裂发生 | ||
| 本发明 | D29 | 28.3 | 0.32 | 0.015 | 0.007 | 0.23 | - | - | - | 2.85 | - | 0.02 | 无 | 无 |
| D30 | 33.6 | 0.45 | 0.017 | 0.011 | 0.14 | - | - | - | 5.11 | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D31 | 31.6 | 0.11 | 0.015 | 0.020 | 0.28 | - | - | - | 6.38 | - | 0.01 | 无 | 无 | |
| D32 | 32.2 | 0.96 | 0.013 | 0.014 | 0.15 | - | - | - | - | 0.01 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D33 | 30.4 | 0.48 | 0.001 | 0.013 | 0.18 | - | - | - | - | 0.09 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D34 | 31.2 | 0.36 | 0.048 | 0.008 | 0.17 | - | - | - | - | 0.05 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D35 | 29.6 | 0.45 | 0.031 | 0.031 | 0.16 | - | - | - | 0.26 | 0.02 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D36 | 30.2 | 0.32 | 0.042 | 0.025 | 0.20 | 1.88 | 0.33 | 0.02 | - | 0.03 | 0.01 | 无 | 无 | |
| D37 | 31.3 | 0.47 | 0.030 | 0.038 | 0.14 | 2.03 | - | 0.04 | 1.22 | 0.02 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D38 | 32.9 | 0.22 | 0.029 | 0.033 | 0.13 | 1.63 | - | - | 0.58 | - | 0.01 | 无 | 无 | |
| D39 | 30.6 | 0.18 | 0.028 | 0.026 | 0.11 | 1.22 | - | - | - | 0.08 | 0.02 | 无 | 无 | |
| D40 | 29.6 | 0.35 | 0.022 | 0.022 | 0.14 | 1.56 | - | 0.04 | - | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D41 | 31.1 | 0.36 | 0.030 | 0.024 | 0.12 | - | 0.31 | - | 3.2 | - | 0.02 | 无 | 无 | |
| D42 | 33.7 | 0.67 | 0.031 | 0.030 | 0.16 | - | - | 0.05 | - | 0.02 | 0.02 | 无 | 无 | |
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
表D4
| Ni基合金板 | 成分组成(质量％)(余量为Ni和不可避免的杂质) | PCB或二英分解模拟液的腐蚀试验结果 | 备注 | ||||||||||
| Cr | W | Mg | N | Mn | Mo | Fe | Si | C# | 固溶化材试验片有无应力开裂发生 | 时效材试验片有无应力开裂发生 | |||
| 比较 | DC1 | 27.5* | 0.56 | 0.019 | 0.034 | 0.25 | - | - | - | 0.02 | 有 | 有 | - |
| DC2 | 34.5* | 0.85 | 0.016 | 0.031 | 0.22 | - | - | - | 0.02 | 无 | 无 | 全腐蚀 | |
| DC3 | 32.4 | -* | 0.015 | 0.032 | 0.16 | - | - | - | 0.01 | 有 | 有 | - | |
| DC4 | 33.0 | 1.25* | 0.018 | 0.022 | 0.28 | - | - | - | 0.02 | 无 | 有 | - | |
| DC5 | 31.2 | 0.13 | -* | 0.012 | 0.39 | - | - | - | 0.02 | 无 | 有 | - | |
| DC6 | 32.4 | 0.62 | 0.055* | 0.015 | 0.21 | - | - | - | 0.02 | 有 | 有 | - | |
| DC7 | 32.7 | 0.55 | 0.017 | -* | 0.18 | - | - | - | 0.02 | 无 | 有 | - | |
| DC8 | 29.8 | 0.67 | 0.025 | 0.046* | 0.38 | - | - | - | 0.01 | 有 | 有 | - | |
| DC9 | 31.1 | 0.45 | 0.016 | 0.019 | 0.04* | - | - | - | 0.01 | 无 | 有 | - | |
| DC10 | 33.2 | 0.57 | 0.017 | 0.029 | 0.55* | - | - | - | 0.02 | 有 | 有 | - | |
| DC11 | 30.2 | 0.44 | 0.012 | 0.011 | 0.18 | - | - | - | 0.07* | 无 | 有 | - | |
| 现有 | DU1 | 21.0 | - | Co：0.6 | 0.2 | 8.4 | 3.8 | - | 有 | 有 | - | ||
| DU2 | 15.5 | 3.7 | Co：0.5 | 0.5 | 16.1 | 5.7 | - | 有 | 有 | - | |||
| DU3 | 28.7 | 2.6 | Co：1.87 | 1.1 | 5.0 | 14.6 | Cu：1.8 | 无 | 有 | - | |||
*符号表示本发明范围以外的值。
C#表示作为不可避免的杂质而含有的C量。
从表D1-D4所示的结果知道，本发明Ni基合金板D1-D42，其固溶化材试验片和时效材试验片均没有象在现有Ni基合金板DU1和DU2上看到的应力腐蚀开裂发生，因此耐应力腐蚀开裂性优异。可是知道，具有在本发明范围外的成分组成的比较Ni基合金板DC1-DC11的固溶化材试验片和时效材试验片的至少1种试验片发生应力腐蚀开裂、或发生显著的全腐蚀等等，故不理想。
工业实用性
如上述的那样，本发明方案A的Ni基合金在含有硫酸、磷酸、氢氟酸的超临界水环境下耐腐蚀性优异，更长期的使用成为可能，给化学武器等的无害化处理等的产业带来优异的效果。
此外，本方案A的Ni基合金，如上述的那样，在含有硫酸、磷酸、氢氟酸的超临界水环境下使用最有效，但不限定于此，即使在含有盐酸、硝酸的超临界水环境、含有氯化钠、氯化镁、氯化钙等氯化物盐的超临界水环境、含有氨的超临界水环境下也能够使用，因此，也能够适用于宇宙相关废弃物、原子能相关废弃物、电力相关废弃物、一般产业废弃物的处理用的超临界水装置材料。
又，将本方案A的Ni基合金制成装置本体的反应过程容器使用时，使外侧为不锈钢等的强度用材料、在内面覆盖或内衬本发明的Ni基合金也可以。
另外，本发明方案B的Ni基合金在含有盐酸的超临界水环境下耐腐蚀性优异，更长期的使用成为可能，在PCB或二英的无害化处理等的环境产业上带来优异的效果。
此外，本方案B的Ni基合金，如上述的那样，在含有盐酸的超临界水环境下使用最有效，但不限定于此，即使在含有硫酸、磷酸、氢氟酸、硝酸的超临界水环境、含有氯化钠、氯化镁、氯化钙等氯化物盐的超临界水环境、含有氨的超临界水环境下也能够使用，因此，也能够适用于宇宙相关废弃物、原子能相关废弃物、电力相关废弃物、一般产业废弃物的处理用的超临界水装置材料。
又，将本方案B的Ni基合金制成装置本体的反应过程容器使用时，使外侧为不锈钢等的强度用材料、在内面覆盖或内衬本发明的Ni基合金也可以。
另外，本发明方案C的Ni基合金在含有硫酸和磷酸、或者磷酸和氢氟酸的超临界水环境下耐应力腐蚀性优异，因此更长期的使用成为可能，在VX气或GB气的无害化处理等的环境产业上带来优异的效果。
此外，本方案C的Ni基合金，如上述的那样，在含有硫酸、磷酸、氢氟酸等不含有氯的无机酸的超临界水环境下使用最有效，但不限定于此，即使在含有盐酸、硝酸的超临界水环境、含有氯化钠、氯化镁、氯化钙等氯化物盐的超临界水环境、含有氨的超临界水环境下也能够使用，因此，也能够适用于宇宙相关废弃物、原子能相关废弃物、电力相关废弃物、一般产业废弃物的处理用的超临界水装置材料。
又，将本方案C的Ni基合金制成装置本体的反应室使用时，使外侧为不锈钢等的强度用材料、在内面覆盖或内衬本发明的Ni基合金也可以。
另外，本发明方案D的Ni基合金在含有盐酸的超临界水环境下耐应力腐蚀性优异，因此更长期的使用成为可能，在PCB或二英的无害化处理等的环境产业上带来优异的效果。
此外，本方案D的Ni基合金，如上述的那样，在含有盐酸的超临界水环境下使用最有效，但不限定于此，即使在含有硫酸、磷酸、氢氟酸、硝酸的超临界水环境、含有氯化钠、氯化镁、氯化钙等氯化物盐的超临界水环境、含有氨的超临界水环境下也能够使用，因此，也能够适用于宇宙相关废弃物、原子能相关废弃物、电力相关废弃物、一般产业废弃物的处理用的超临界水装置材料。
又，将本方案D的Ni基合金制成装置本体的反应室使用时，使外侧为不锈钢等的强度用材料、在内面覆盖或内衬本发明的Ni基合金也可以。
Claims (2)
1.一种对含无机酸超临界水环境具有耐腐蚀性的Ni基合金，其特征在于，具有下述组成：按质量％计，含有Cr：超过43％至50％、Mo：0.1-2％、Mg：0.001-0.05％、N：0.001-0.04％、Mn：0.05-0.5％，进一步含有Fe：0.05-1.0％和Si：0.01-0.1％之中的1种或2种，余量包含Ni和不可避免的杂质，将作为不可避免的杂质而含有的C量调整成0.05％或以下。
2.一种超临界水工艺反应装置用构件，其特征在于，包含权利要求1中记载的Ni基合金。
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